2024届北京海淀中关村中学全国高三模拟考（二）全国卷物理试题试卷

2024届北京海淀中关村中学全国高三模拟考（二）全国卷物理试题试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、一根重为G的金属棒中通以恒定电流，平放在倾角为30°光滑斜面上，如图所示为截面图。当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒处于静止状态，此时金属棒对斜面的压力为FN1，安培力大小为F1，保持磁感应强度的大小不变，将磁场的方向改为竖直向上时，适当调整电流大小，使金属棒再次处于平衡状态，此时金属棒对斜面的压力为FN2，安培力大小为F2。下列说法正确的是（）A．金属棒中的电流方向垂直纸面向外B．金属棒受到的安培力之比C．调整后电流强度应比原来适当减小D．2、质量为m的光滑圆柱体A放在质量也为m的光滑“V”型槽B上，如图，α=60°，另有质量为M的物体C通过跨过定滑轮的不可伸长的细绳与B相连，现将C自由释放，则下列说法正确的是()A．当M=m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.5gB．当M=2m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.5gC．当M=6m时，A和B保持相对静止，共同加速度为0.75gD．当M=5m时，A和B之间的恰好发生相对滑动3、一弹簧振子作简谐振动，某一时刻开始计时，经振子具有负方向最大加速度。则下列振动图像中正确反映振子振动情况的是（）A． B．C． D．4、淄博孝妇河湿地公园拥有山东省面积最大的音乐喷泉。一同学在远处观看喷泉表演时，估测喷泉中心主喷水口的水柱约有27层楼高，已知该主喷水管口的圆形内径约有10cm，由此估算用于给主喷管喷水的电动机输出功率最接近A． B．C． D．5、一质量为m的物体放在倾角为且足够长的光滑固定斜面上，初始位置如图甲所示，在平行于斜面的力F的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0~x1过程的图线是曲线，x1~x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2~x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是（）A．在0~x1的过程中，物体向上运动B．在0~x1的过程中，物体的加速度一直增大C．在x1~x2的过程中，物体的速度大小不变D．在0~x3的过程中，物体的速度方向先沿斜面向上再沿斜面向下6、如图所示，水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面，一带电金属滑块以Ek0＝30J的初动能从斜面底端A冲上斜面，到顶端B时返回，已知滑块从A滑到B的过程中克服摩擦力做功10J，克服重力做功24J，则()A．滑块带正电，上滑过程中电势能减小4JB．滑块上滑过程中机械能增加4JC．滑块上滑到斜面中点时重力势能增加14JD．滑块返回到斜面底端时动能为15J二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，OO'为过C点的AB面的垂线。a，b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB边从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（）A．在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．a光的频率小于b光的频率C．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大D．若a，b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角E.a光比b光更容易发生衍射现象8、下列说法正确的是__________。A．容器内气体的压强与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关B．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能均随之改变C．气体分子的运动杂乱无章，但如果温度不变，分子的动能就不变D．功可以全部转化为热，热量也可能全部转化为功E.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压9、在粗糙地面上，某吋刻乒乓球的运动状态如图所示，判断一段时间后乒乓球的可能运动状况（）A．静止B．可能原地向前无滑滚动C．原地向左滚动D．原地向右滚动10、若宇航员到达某一星球后，做了如下实验:(1)让小球从距离地面高h处由静止开始下落，测得小球下落到地面所需时间为t;(2)将该小球用轻质细绳固定在传感器上的O点，如图甲所示。给小球一个初速度后，小球在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动，传感器显示出绳子拉力大小随时间变化的图象所示(图中F1、F2为已知)。已知该星球近地卫星的周期为T，万有引力常量为G，该星球可视为均质球体。下列说法正确的是A．该星球的平均密度为 B．小球质量为C．该星球半径为 D．环绕该星球表面运行的卫星的速率为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）如图所示为测量物块与木板间的动摩擦因数的实验装置，挡光条固定在物块的最前端，光电门固定在木板上，并靠近物块的初始位置,当地重力加速度为g。(1)如图所示，利用游标卡尺测得的挡光条宽度为________cm(2)调整实验装置，使木板水平，物块被弹射器弹开，在木板上做减速运动。某次测量时发现挡光条通过光电门时，数字计时器记录挡光条的挡光时间为t，测得物块被弹开时挡光条与光电门中心的距离为x0，物块停止时光电门中心与挡光条中心的距离为x，挡光条宽度用d表示，物块的质量用m表示，则物块与木板间的动摩擦因数=_______，弹射器对物块做的功为________(均用字母表示)(3)考虑到空气阻力的影响，的测量值与真实值相比_______(填“偏大”“偏小”或“相等”)。12．（12分）某实验小组用如图所示的装置，做验证机械能守恒定律的实验。当地重力加速度为：(1)电磁铁通过铁夹固定在铁架台上，给电磁铁通电，小球被吸在电磁铁下方（光电门的正上方）。电磁铁断电，小球由静止释放，测得小球通过光电门所用时间为，测得小球直径为，电磁铁下表面到光电门的距离为，根据测得数值，得到表达式_______（用已知和测得的物理量表示）在误差允许的范围内成立，则机械能守恒定律得到验证；(2)若保持电磁铁位置不变，改变光电门的位置，重复上述实验，得到多组及小球通过光电门的时间，为了能通过图像直观地得到实验结果，需要作出_____（填“”“”“”或“”）图像，当图像是一条过原点的倾斜直线时，且在误差允许的范围内，斜率等于___________（用已知和测得的物理量表示），则机械能守恒定律得到验证；(3)下列措施可以减小实验误差的是______。A．选用直径较小，质量较大的小球B．选用直径较大，质量较大的小球C．电磁铁下表面到光电门的距离适当大些D．尽量让小球球心通过光电门四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，物体和分别位于倾角的斜面和绝缘水平面上，用跨过光滑定滑轮的绝缘轻绳连接，绳段水平，绳段平行于斜面，绝缘水平面上方空间有范围足够大、水平向右的匀强电场，已知、与接触面间的动摩擦因数均为，质量均为，不带电带的正电荷。、均恰好能匀速滑动。与接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，，。求匀强电场的电场强度大小的可能值。14．（16分）如图所示，一根劲度系数为的轻质弹簧竖直放置，上下两端各固定质量均为的物体A和B（均视为质点），物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态，一个质量的小球P从物体A正上方距其高度处由静止自由下落。与物体A发生弹性正碰（碰撞时间极短且只碰一次），弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，取。求：(1)碰撞后瞬间物体A的速度大小；(2)当地面对物体B的弹力恰好为零时，A物体的速度大小。15．（12分）如图，在真空室内的P点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q，质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=52(1)a粒子的发射速率(2)匀强电场的场强大小和方向(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解题分析】

A．根据题意可知，当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒受到的安培力沿着斜面向上，根据左手定则可知，金属棒中的电流方向垂直纸面向里，故A错误；BD．当匀强磁场的方向垂直斜面向上时，金属棒受到的力如图所示根据平衡条件可知当磁场的方向改为竖直向上时，金属棒受力如图所示，根据三角形定则有所以有，故B正确，D错误；C．根据以上分析可知F1＜F2，所以I1＜I2，故C错误。故选B。2、B【解题分析】

D.当A和B之间的恰好发生相对滑动时，对A受力分析如图根据牛顿运动定律有：解得B与C为绳子连接体，具有共同的运动情况，此时对于B和C有：所以，即解得选项D错误；C.当，A和B将发生相对滑动，选项C错误；A.当，A和B保持相对静止。若A和B保持相对静止，则有解得所以当M=m时，A和B保持相对静止，共同加速度为，选项A错误；B.当M=2m时，A和B保持相对静止，共同加速度为，选项B正确。故选B。3、C【解题分析】

简谐振动的回复力：，故加速度：，经周期振子具有负方向的最大加速度，此时振子有正方向的最大位移；A．A图在周期时振子有负向最大位移，A错误；B．B图在周期时振子位移为零，B错误；C．C图在周期时振子有负向最大位移，C正确；D．D图在周期时振子位移为零，D错误。故选C。4、C【解题分析】

管口的圆形内径约有10cm，则半径r=5cm=0.05m，根据实际情况，每层楼高h=3m，所以喷水的高度H=27h=81m，则水离开管口的速度为：v==m=18m/s设驱动主喷水的水泵功率为P，在接近管口很短一段时间△t内水柱的质量为：m=ρ•v△tS=ρπr2v△t根据动能定理可得：P△t=mv2解得：P=代入数据解得：P≈2.4×105WA．。故A不符合题意。B．。故B不符合题意。C．。故C符合题意。D．。故D不符合题意。5、B【解题分析】

A．物块机械能由重力势能和动能构成，所以拉力做功影响物块机械能的改变，即则所以图线的斜率表示拉力，在过程中物体机械能在减小，则拉力在做负功，拉力方向沿斜面向上，所以物体的位移方向向下，即物体在沿斜面向下运动，A错误；B．在过程中图线的斜率逐渐减小到零，可知物体的拉力逐渐减小到零，根据牛顿第二定律求解加速度可知加速度一直增大，B正确；C．在的过程中，拉力，机械能守恒，物体向下运动，重力势能减小，速度增大，C错误；D．在的过程中，拉力沿斜面向下，结合C选项分析可知物体一直沿斜面向下加速运动，D错误。故选B。6、A【解题分析】

A．动能定理知上滑过程中代入数值得电场力做正功，滑块带正电，电势能减小4J，A正确；B．由功能关系知滑块上滑过程中机械能的变化量为即机械能减小6J，B错误；C．由题意知滑块上滑到斜面中点时克服重力做功为12J，即重力势能增加12J，C错误；D．由动能定理知，所以滑块返回到斜面底端时动能为10J，D错误．故选A。【题目点拨】解决本题的关键掌握功能关系，知道重力做功等于重力势能的变化量，合力做功等于动能的变化量，除重力以外其它力做功等于机械能的变化量，电场力做功等于电势能的变化量．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BCE【解题分析】

A．由图分析可知，玻璃砖对b光的偏折角大于对a光的偏折角，根据折射定律得知：玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，由得知，a光在玻璃砖中的传播速度大于b光的传播速度。故A错误。

B．对于同种介质，光的频率越大，光的折射率越大，则知a光的频率小于b光的频率。故B正确。

C．双缝干涉条纹的间距与波长成正比，a光的频率小，波长长，故相邻明条纹的间距a光的较大。故C正确。

D．由临界角公式分析得知，a光的折射率n小，则a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角。故D错误。

E．a光波长较大，则比b光更容易发生衍射现象，选项E正确。故选BCE。8、ADE【解题分析】

A．气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数和单位体积内的分子数及温度有关，单位体积内的分子数越多、分子的平均动能越大，单位时间内碰撞器壁的次数越多，而温度又是分子平均动能的标志，故A项正确；B．温度是分子平均动能的标志，气体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变，但分子势能可以认为不变（一般不计气体的分子势能），故B项错误；C．气体分子的运动杂乱无章气体分子之间或气体分子与器壁之间不断有碰撞发生，分子的动能随时可能发生变化，但如果气体的温度不变，则气体分子的平均动能不变，故C项错误；D．功可以全部转化为热，根据热力学第二定律，在外界的影响下，热量也可以全部转化为功，故D项正确；E．根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，故E项正确。故选ADE。9、ABCD【解题分析】

由图可知乒乓球角速度的方向与平动速度造成的效果是相反的，故到稳定状态过程中选项中选项中的过程都有可能出现的，故ABCD均正确。故选ABCD。10、ABD【解题分析】

A.对近地卫星有，星球密度，体积，解得，故A正确。B.小球通过最低点时拉力最大，此时有最高点拉力最小，此时有最高点到最低点，据动能定理可得可得，小球做自由落体运动时，有可得，，故B正确。C.根据及可得：星球平均密度可表示为可得，故C错误。D.环绕该星球表面运行的卫星的速率可表示为故D正确。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、0.450偏大【解题分析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为4mm，游标尺上第10个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数为4mm+0.50mm=4.50mm=0.450cm(2)[2]物体通过光电门时的速度为由动能定理，则有解得[3]再根据功能关系，弹射器对物块做的功除到达光电门的动能外，还在滑行过程中产生内能，则有解得(4)[4]考虑空气阻力的影响，则有因此值的测量值与真实值相比偏大；12、ACD【解题分析】

(1)[1]由机械能守恒有故要验证的表达式为。(2)[2][3]由得即为了直观地得到实验结果，应作图像，在误差允许的范围内图像的斜率为，则机械能守恒定律得到验证。(3)[4]AB．为了减少实验误差，应选用质量大、体积小的小球，选项A正确，选项B错误；CD．电磁铁下表面到光电门的距离适当大些可以减小长度及速度测量的误差，尽量让小球球心通过光电门，减小因小球遮光长度不是直径引起的误差，选项C、D正确。故填ACD。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、或【解题分析】

当沿斜面向下匀速滑动时，受到的摩擦力沿斜面向上，对整体分析，由平衡条件有：解得：当沿斜面向上匀速滑动时，受到的摩擦力沿斜面向下，对整体分析，由平衡条件有：解得：14、(1)8m/s；(2)【解题分析】

(1)设碰撞前瞬间小球P的速度为，碰撞后瞬间小球P的速度为，物体A的速度为，小球P自由下落，由动能定